“地”是電子技術中一個很重要的概念。對于每一位想學好電子技術的同學來說,這都是至關重要的
今天我們就來好好聊一聊電子電路中的“地”
1——首先,電子電路中的“地”是什麼?
電子電路中,為了便于觀察測量一部分或者整體電路,而設定的公共參考點叫做“地”,這一個或一部分電路中的各個點的電壓都是基于這個參考點,這個參考點設定為0V
電子電路中的地以及各點電壓
↑如圖所示,這個電路中,把電池負極設定為地,而相應各個點的電壓就可以得出來,電壓都是基于地的
雙電源電路電流流向
↑還有一個關鍵點需要注意,參考點為0V,并不代表它就是最低電位,比如上面的雙電源電路圖,GND地是0V,但是還有-12V更低,圖中用紅色箭頭标出了 12V相對地的電流流向,綠色箭頭表示-12V相對地的電流流向
一個電路可以有多個地
↑一個整體電路可以劃分成無數個單元電路,每一個小電路都可以有一個參考點,也就是說可以有很多個地
像上圖所示,三個單元電路的回路都是流經R1,為了便于觀察單元電路,給它們設定了參考地2
而參考地1是電流檢測電路的參考地,因為電流輸入信号是基于參考地1的
2——什麼是數字地和模拟地?
如果你理解了上面的内容,那數字地和模拟地就好理解了
數字地就是數字電路的參考點,模拟地就是模拟電路的參考點
區分數字地和模拟地,主要是防止模拟信号幹擾數字信号,因為一般數字信号的輸入阻抗都較大,對信号敏感,較容易受到幹擾,影響數字電路的正常工作
數字地和模拟地是可以有電氣連接的,也可以是沒有電氣連接的
有電氣連接的數字地和模拟地
沒有電氣連接的數字地和模拟地
如果兩個參考地是沒有電氣連接的,那麼它們之間的信号也是沒有電氣連接的
↑沒有電氣連接,它們的參考地是隔離的,所以信号不能直接傳輸,需要使用變壓器或者光耦來傳輸信号
3——經常聽到的數字地和模拟地隔離是實際是怎麼隔離的?
從前面的内容我們知道數字地和模拟地有兩種連接方法,一種是有電氣連接,一種是沒有電氣連接
對于沒電氣連接的地隔離好理解,但對于有電氣連接的要怎麼隔離,這就是一個問題了
其實地隔離,并非真正意義上的完全沒有電氣連接,而是對電流回路進行隔離,也就是對信号回路隔離
這種隔離主要表現在PCB布線上面
主要方法是在輸入濾波儲能電容處,通過分割地平面來隔離
地隔離
↑從圖中可以看到,數字部分和模拟部分的地通過不同的走線回到輸入濾波儲能電容
這隻是最基本的隔離方法,更好的隔離是先通過一個0Ω電阻或磁珠,再流回公共點
磁珠
0Ω電阻
0歐電阻相對于導線是一條很窄的電流通路,使環路電流不會突增,對幹擾有一定的降低
0Ω電阻隔離
磁珠就是一個隻繞了一匝的電感,掌握了電感知識的同學都知道電感是隔交通直的,所以可以對幹擾信号進行隔離
磁珠隔離
關于電子電路中的“地”的知識就講到這裡了
看了這篇文章,你是不是對電子電路中的“地”不再陌生呢?
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